Bohrium

Bohrium
107 Bh
Ré ↑ Bh ↓ (EPU) Tableau périodique seaborgium ← → bohrium hassium
Apparence
inconnu
Propriétés générales
Nom, symbole, nombre	bohrium, Bh, 107
Prononciation	/ b ɔər Je ə m /
Catégorie Metallic	métal de transition
Groupe, période, bloc	7, 7, ré
Poids atomique standard	[270]
Configuration électronique	[ Rn ] 5f 14 6d 5 7s 2 (Calculé) 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2 (Prévue)
Histoire
Découverte	Gesellschaft für Schwerionenforschung (1981)
Propriétés physiques
Phase	solide (prévue)
Densité (à proximité rt)	37 (prévue) g · cm -3
Propriétés atomiques
États d'oxydation	7, 5, 4, 3 (prévue) (États d'oxydation ne en gras sont connus expérimentalement)
énergies d'ionisation ( plus)	1er: 742,9 (estimation) kJ · mol -1
	2ème: 1688,5 (estimation) kJ · mol -1
	3ème: 2566,5 (estimation) kJ · mol -1
Rayon atomique	128 (prévue) h
Rayon covalente	141 (estimation) h
Miscellanées
Numéro de registre CAS	54037-14-8
La plupart des isotopes stables
Article détaillé: Isotopes de bohrium
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 274 Bh syn ~ 54 s α 8,8 270 Db 272 Bh syn 9,8 s α 9,02 268 Db 271 Bh syn 1,2 s α 9,35 267 Db 270 Bh syn 61 s α 8,93 266 Db 267 Bh syn 17 s α 8,83 263 Db seulement isotopes avec des demi-vies plus une secondes sont inclus ici

Bohrium est un élément chimique avec le symbole Bh et de numéro atomique 107, nommé en l'honneur du danois physicien Niels Bohr . C'est un élément synthétique (un élément qui peut être créé dans un laboratoire, mais ne se trouve pas dans la nature) et radioactifs; le connu plus stable isotope , ²⁷⁰ Bh, a une demi-vie d'environ 61 secondes.

Dans le tableau périodique des éléments, ce est un D-Block Transactinide. Ce est un membre de la 7e période et appartient à la groupe 7 éléments. expériences de chimie ont confirmé que bohrium se comporte comme le plus lourd homologue de rhénium dans le groupe 7. Les propriétés chimiques de bohrium se caractérisent en partie seulement, mais ils se comparent bien avec la chimie de l'autre groupe 7 éléments.

Histoire

L'élément 107 a été proposé à l'origine pour être nommé d'après Niels Bohr (côté gauche), une danoise physicien nucléaire, avec le nom nielsbohrium (Ns). Ce nom a été changé plus tard par UICPA à bohrium (Bh).

Découverte officielle

Bohrium était la première convaincante synthétisé en 1981 par une équipe de recherche allemande dirigée par Peter Armbruster et Gottfried Münzenberg au Institut de Recherche des Ions Lourds (Gesellschaft für Schwerionenforschung) dans Darmstadt. L'équipe bombardé un objectif de bismuth-209 avec des noyaux accélérés de chrome -54 pour produire cinq atomes de l' isotope bohrium-262:

209
83 Bi + 54
24 Cr → 262
107 Bh + n

Le Groupe de travail Transfermium UICPA / UIPPA (GTT) a reconnu la collaboration GSI comme découvreurs officiels dans leur rapport de 1992.

Noms proposés

Le groupe allemand a suggéré le nom nielsbohrium avec le symbole Ns à honorer le physicien danois Niels Bohr . Les scientifiques soviétiques à la Institut unifié de recherches nucléaires dans Dubna, en Russie avait suggéré ce nom être donnée à l'élément 105 (qui a finalement été appelé dubnium ) et l'équipe allemande a souhaité reconnaître à la fois Bohr et le fait que l'équipe Dubna avait été le premier à proposer la réaction froide de fusion pour résoudre le problème controversé de la dénomination de l'élément 105. L'équipe Dubna accord avec la proposition de dénomination du groupe allemand pour l'élément 107.

Il y avait une élément nommer controverse quant à ce que les éléments 104 à 106 devaient être appelé; la UICPA adopté unnilseptium (symbole Uns) comme temporaire, nom de l'élément systématique pour cet élément. En 1994, un comité de l'UICPA recommandé cet élément 107 être nommé bohrium, pas nielsbohrium, puisqu'il n'y avait pas la priorité pour utiliser le nom complet d'un scientifique dans la nomination d'un élément. Cela a été opposé par les découvreurs car il y avait une certaine inquiétude que le nom pourrait être confondu avec le bore et en particulier la distinction des noms de leur respective oxoanions, bohrate et borate. La question a été remis à la branche danoise de l'UICPA qui, malgré cela, a voté en faveur du nom bohrium, et donc le nom pour l'élément 107 bohrium a été reconnu à l'échelle internationale en 1997. L'UICPA a ensuite décidé que bohrium sels doivent être appelés bohriates lieu de bohrates.

Nucléosynthèse

Éléments super-lourds tels que bohrium sont produites en bombardant des éléments plus légers dans les accélérateurs de particules qui induisent les réactions de fusion. Alors que la plupart des isotopes de bohrium peut être synthétisé directement de cette façon, certains plus lourds ne ont été observés que les produits de désintégration d'éléments plus élevés avec des numéros atomiques .

Selon les énergies mises en jeu, les premiers sont séparés en "chaud" et "froid". Dans les réactions de fusion à chaud, très légers, projectiles à haute énergie sont accélérés vers des objectifs très lourds ( actinides ), donnant lieu à des noyaux composés à haute énergie d'excitation (~ 40-50 MeV) qui peut soit la fission ou se évaporer plusieurs (3-5) neutrons. Dans les réactions de fusion à froid, les noyaux condensés produits ont une énergie relativement faible d'excitation (~ 10 à 20 MeV), ce qui diminue la probabilité que ces produits vont subir des réactions de fission. Comme les noyaux fusionnés refroidir à la état fondamental, ils ont besoin de l'émission de seulement un ou deux neutrons, et donc, permet la génération de produits plus riches en neutrons. Cette dernière est une notion distincte de celle de la fusion nucléaire selon lequel à atteindre dans des conditions de température ambiante (voir la fusion à froid).

La fusion froide

Avant la première synthèse réussie de hassium en 1981 par l'équipe de GSI, la synthèse de bohrium a été tentée en 1976 par des scientifiques de la Institut unifié de recherches nucléaires à Dubna en utilisant cette réaction de fusion froide. Ils ont détecté deux activités de fission spontanée, une avec une demi-vie de 1-2 ms et une avec une demi-vie de 5 s. Basé sur les résultats d'autres réactions de fusion à froid, ils ont conclu qu'ils étaient dus à ²⁶¹ Bh et ²⁵⁷ dB, respectivement. Toutefois, la preuve a donné plus tard une SF beaucoup plus faible ramification pour ²⁶¹ Bh réduire la confiance dans cette mission. La cession de l'activité de dubnium a été changé à ²⁵⁸ Db, en supposant que la désintégration de bohrium a été manquée. L'activité SF 2 ms a été attribué à ²⁵⁸ Rf résultant de la 33% Branche CE. L'équipe a étudié la réaction GSI en 1981 dans leurs expériences de découverte. Cinq atomes de Bh ²⁶² ont été détectés en utilisant la méthode de corrélation de génétique parent-fille se désintègre. En 1987, un rapport interne de Dubna a indiqué que l'équipe avait été en mesure de détecter la fission spontanée de ²⁶¹ Bh directement. L'équipe GSI étudiée plus la réaction en 1989 et a découvert le nouvel isotope ²⁶¹ Bh lors de la mesure des fonctions 1n et 2n excitation mais ont été incapables de détecter un branchement pour SF ²⁶¹ Bh. Ils ont continué leur étude en 2003 en utilisant nouvellement développé bismuth (III) fluorure (FIF ₃₎ objectifs, utilisé pour fournir des données supplémentaires sur les données de décroissance pour ²⁶² Bh et la fille ²⁵⁸ Db. La fonction 1n d'excitation a été réévaluée en 2005 par l'équipe du Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) après un certain doute sur l'exactitude des données précédentes. Ils ont observé 18 atomes de ²⁶² Bh et trois atomes de ²⁶¹ Bh et confirmé les deux isomères de ²⁶² Bh.

En 2007, l'équipe de LBNL a étudié la réaction analogue de chrome-52 projectiles pour la première fois à la recherche de la plus légère isotope bohrium ²⁶⁰ Bh:

209
83 Bi + 52
24 Cr → 260
107 Bh + n

L'équipe a détecté avec succès huit atomes de ²⁶⁰ Bh décomposition par désintégration alpha à ²⁵⁶ Db, émettant des particules alpha avec l'énergie 10,16 MeV. L'énergie de désintégration alpha indique l'effet de stabilisation continue de la N = 152 enveloppe fermée.

L'équipe a également étudié à Dubna la réaction entre plomb -208 objectifs et de manganèse -55 projectiles en 1976 dans le cadre de leur approche de la fusion froide nouvellement créé à de nouveaux éléments:

208
82 Pb + 55
25 Mn → 262
107 Bh + n

Ils ont observé les mêmes activités de fission spontanés que ceux observés dans la réaction entre le bismuth 209 et le chrome-54 et de nouveau entre eux affectés à ²⁶¹ Bh et ²⁵⁷ Db. Preuves plus tard indiqué que ceux-ci devraient être réaffectés à ²⁵⁸ dB et ²⁵⁸ Rf (voir ci-dessus). En 1983, ils ont répété l'expérience en utilisant une nouvelle technique: la mesure de la désintégration alpha d'un désintégration des produits qui avaient été séparés par voie chimique. L'équipe était capable de détecter la désintégration alpha d'un produit de désintégration de ²⁶² Bh, fournir des preuves de la formation de noyaux de bohrium. Cette réaction a ensuite été étudié en détail en utilisant des techniques modernes de l'équipe au LBNL. En 2005 ils ont mesuré 33 désintégrations de ²⁶² Bh et deux atomes de ²⁶¹ Bh, fournissant une fonction d'excitation de la réaction émettant une neutrons et des données spectroscopiques des deux isomères Bh ^262. La fonction d'excitation de la réaction émettant deux neutrons a en outre été étudiée dans une répétition de la réaction 2006. L'équipe a constaté que la réaction émettant un neutron avait un supérieur section de la réaction correspondante avec un Bi cible, contrairement aux attentes ^209. De plus amples recherches sont nécessaires pour comprendre les raisons.

Fusion chaude

La réaction entre uranium-238 cibles et phosphore -31 projectiles a été étudiée la première fois en 2006 à l'LBNL dans le cadre de leur étude systématique des réactions de fusion utilisant de l'uranium-238 cibles:

238
92 U + 31
15 P → 264
107 Bh + 5 n

Résultats ne ont pas été publiés, mais les résultats préliminaires semblent indiquer l'observation de fission spontanée, peut-être à partir de ²⁶⁴ Bh.

Récemment, l'équipe à la Institut de la physique moderne (IMP), Lanzhou, ont étudié la réaction nucléaire entre américium 243 cibles et des noyaux accélérés de magnésium -26 pour synthétiser le nouvel isotope ²⁶⁵ Bh et de recueillir plus de données sur ²⁶⁶ Bh:

243
95 Am + 26
12 Mg → 269-x
107 Bh x + n (x = 3, 4 ou 5)

Dans deux séries d'expériences, l'équipe a mesuré les fonctions d'excitation partielles pour les réactions émettant trois, quatre et cinq neutrons.

La réaction entre les cibles de curium -248 et noyaux accélérés de sodium -23 a été étudiée pour la première fois en 2008 par l'équipe de RIKEN, Japon, afin d'étudier les propriétés de désintégration de ²⁶⁶ Bh, qui est un produit de désintégration dans leur revendiqué les chaînes de désintégration ununtrium :

248
96 cm + 23
Na 11-x → 271
107 Bh x + n (x = 4 ou 5)

Le déclin de ²⁶⁶ Bh par l'émission de particules alpha avec des énergies de 09.05 à 09.23 MeV a été confirmée en 2010.

Les premières tentatives pour synthétiser bohrium par des voies de fusion chaudes ont été effectuées en 1979 par l'équipe de Dubna, en utilisant la réaction entre les noyaux accélérés de néon -22 et objectifs de berkelium -249:

249
97 Bk + 22
10 Ne → 271-x
107 Bh x + n (x = 4 ou 5)

La réaction a été répétée en 1983. Dans les deux cas, ils ont été incapables de détecter tout fission spontanée à partir de noyaux de bohrium. Plus récemment, fusions chaudes voies à bohrium ont été ré-étudié pour permettre la synthèse de plus, à long terme neutrons riche isotopes pour permettre une première étude chimique de bohrium. En 1999, l'équipe de LBNL revendiqué la découverte de long vécu ²⁶⁷ Bh (5 atomes) et ²⁶⁶ Bh (1 atome). Plus tard, ces deux ont été confirmés. L'équipe du Institut Paul Scherrer (PSI) à Berne, Suisse plus tard synthétisé six atomes de ²⁶⁷ Bh dans la première étude définitive de la chimie de bohrium.

Comme produits de désintégration

Bohrium a été détectée dans les chaînes de désintégration des éléments ayant un plus haut numéro atomique , tels que meitnerium . Meitnerium compte actuellement sept isotopes connus; chacun d'entre eux subissent alpha se désintègre pour devenir des noyaux de bohrium, avec des nombres de masse entre 262 et 274. noyaux Parent de meitnerium peuvent être eux-mêmes produits de désintégration de roentgenium , ununtrium , ununpentium , ou Ununseptium. À ce jour, pas d'autres éléments ont été connus pour se dégrader à bohrium. Par exemple, en Janvier 2010, l'équipe Dubna ( JINR) identifié bohrium-274 comme un produit de la désintégration de Ununseptium via une séquence de désintégration alpha:

294
117 290 Uus →
115 + 4 Uup
2 Il

290
115 286 Uup →
113 Uut + 4
2 Il

286
113 282 Uut →
111 Rg + 4
2 Il

282
111 278 Rg →
109 Mt + 4
2 Il

278
109 Mt → 274
Bh 107 4 +
2 Il

Isotopes

Bohrium n'a pas d'isotopes stables ou naturels. Plusieurs isotopes radioactifs ont été synthétisés dans le laboratoire, soit par fusion de deux atomes ou en observant la décroissance des éléments plus lourds. Onze différents isotopes de bohrium ont été rapportés avec les masses atomiques 260-262, 264-267, 270-272, 274, dont l'un, bohrium-262, a une connue état métastable. Tous ces Decay que par la désintégration alpha, bien que certains isotopes de bohrium inconnus sont prévus pour subir une fission spontanée.

La stabilité et la demi-vie

Les isotopes les plus légers ont généralement plus courtes demi-vies; la demi-vie de moins de 100 ms pour ²⁶⁰ Bh, ²⁶¹ Bh, ²⁶² Bh, ^262m Bh et ²⁶³ Bh ont été observés. ²⁶⁴ Bh, ²⁶⁵ Bh, ²⁶⁶ Bh, et ²⁷¹ Bh sont plus stables à environ 1 s, et ²⁶⁷ Bh et ²⁷² Bh ont des demi-vies d'environ 10 s. Les isotopes les plus lourds sont les plus stables, avec ²⁷⁰ et ²⁷⁴ Bh Bh avoir mesuré des demi-vies d'environ 61 s et 54 s respectivement. Les isotopes inconnus ²⁷³ Bh et ²⁷⁵ Bh sont prédit d'avoir même plus longue demi-vie d'environ 90 minutes et 40 minutes respectivement. Avant sa découverte, ²⁷⁴ Bh a également été prévu d'avoir une longue demi-vie de 90 minutes, mais il se est avéré avoir une demi-vie plus courte de seulement environ 54 secondes.

Les isotopes riches en protons avec des masses 260, 261, et 262 ont été directement produites par la fusion froide, ceux dont la masse 262 et 264 ont été signalés dans les chaînes de désintégration de meitnerium et roentgenium, tandis que les isotopes riches en neutrons avec des masses 266, 267 ont été créés dans irradiations de cibles d'actinides. Les quatre plupart ceux riches en neutrons avec des masses 270, 271, 272 et 274 apparaissent dans les chaînes de désintégration de ²⁸² 113, ²⁸⁷ 115, ²⁸⁸ 115 et ²⁹⁴ 117 respectivement. Ces onze isotopes ont des demi-vies allant de 8 millisecondes à 1 minute.

Isomérie nucléaire

²⁶² Bh

Le seul exemple confirmé de isomérie dans bohrium est en isotope ²⁶² Bh. La synthèse directe de ²⁶² résultats Bh dans deux états, un état fondamental et un état isomère. L'état fondamental est confirmé à pourrir par la désintégration alpha, émettant des particules alpha avec des énergies de 10,08, 9,82 et 9,76 MeV, et a une demi-vie de 84 ms révisée. L'état excité se désintègre aussi par la désintégration alpha, émettant des particules alpha avec des énergies de 10,37 et 10,24 MeV, et a une demi-vie de 9,6 ms révisée.

Propriétés chimiques

Extrapolé

Bohrium devrait être le quatrième membre de la série 6d des métaux de transition et l'élément le plus lourd du groupe VII dans le tableau périodique, ci-dessous le manganèse , le technétium et du rhénium . Tous les membres du groupe décrivent facilement leur état de sept d'oxydation de groupe et l'état devient plus stable que le groupe est descendu. Ainsi devrait bohrium 7 pour former un état stable. Technétium montre aussi un état stable alors que quatre expositions de rhénium stables quatre et trois Etats. Bohrium peut donc montrer ces états inférieurs ainsi.

Les membres les plus lourds du groupe sont connus pour former heptoxides volatils M ₂ O _7, de sorte bohrium devraient également former l'oxyde volatil Bh ₂ O _7. L'oxyde doit se dissoudre dans l'eau pour former de l'acide perbohric, HBhO _4. Le rhénium et de technétium forment une série de oxyhalogénures de l'halogénation de l'oxyde. La chloration de l'oxyde forme les oxychlorures MO ₃ Cl, afin BHO ₃ Cl devrait être formé dans cette réaction. Résultats de fluoration en MO et MO ₃ F ₂ F ₃ pour les éléments les plus lourds en plus des composés de rhénium et réf REOF _{5 7.} Par conséquent, oxyfluorure formation pour bohrium peut aider à indiquer les propriétés de EKA-rhénium.

Expérimental

En 1995, le premier rapport sur la tentative de l'isolement de l'élément a échoué.

En 2000, il a été confirmé que, bien que les effets relativistes sont importants, l'élément 107e ne se comporte comme un typique groupe 7 élément.

En 2000, une équipe à la PSI a conduit une réaction de chimie utilisant des atomes de ²⁶⁷ Bh produites dans la réaction entre Bk-249 et Ne-22 ions. Les atomes résultants ont été thermalisés et mis à réagir avec un mélange de HCl / O ₂ pour former un oxychlorure volatile. La réaction produit également des isotopes de ses homologues plus légers, de technétium (comme ¹⁰⁸ TC) et le rhénium (Re que ^169). Les courbes isothermes d'adsorption ont été mesurées et ont donné des preuves solides pour la formation d'un oxychlorure volatile avec des propriétés similaires à celle de l'oxychlorure de rhénium. Cette placé bohrium en tant que membre typique de groupe 7.

2 Bh + 3 O ₂ + 2 HCl → 2 BHO ₃ Cl + H ₂